水利灌溉系统工程的防冻措施探析

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1、水利灌溉系统工程的防冻措施探析水利灌溉系统工程的防冻措施探析摘要：北方内陆地区气候干燥、降雨稀少，大部分地区都需要人工灌溉以补充农作物水分需求，因此，水利灌溉系统工程的修建较为广泛。然而冬季气温较低，严寒气候往往会给灌溉系统造成严重冻害,破坏灌溉系统工程中的渠道及建筑物。本文结合北方气候特征和工作经验，浅谈几种较为常用的水利灌溉系统工程的防冻措施，以保护灌溉系统中渠道和建筑物安全。关键词：水利；灌溉系统；防冻措施；探析中图分类号：S607文献标识码：A我国地处亚欧大陆东部，国土而积辽阔，东西跨和南北跨幅度较大，除南方及东南沿海地区气候温暖、降水丰沛之外

2、，广大内陆地区尤其是高原及北方地区，降水相对稀少，农作物在春秋旱季需要人工灌溉以补充水分，因此，水利灌溉系统工程的保护对北方农业而言意义重大。但北方及高原地区冬季气温十分寒冷，往往会出现严重冻害，水利灌溉系统工程中的渠道和建筑物如果不加以保护的话，极易遭到冻融的破坏，从而影响灌溉设施来年的正常使用。本文论述了研究灌溉系统工程防冻措施的必要性和可行性，提出4种常用且有效的防冻措施，以解决北方寒冷地区灌溉系统工程的防冻难题。1水利灌溉系统防冻的必要性1・1冻害严重，水利灌溉系统工程易造成严重破坏我国大部分农田灌溉地区处在北方或西部内陆地区，冬季气候干燥寒冷

3、，会积累厚厚的冻土层，对水利灌溉系统工程的破坏非常严重。如果在冰冻发生之前没有做好相应的保护措施，冬天的时候灌溉渠道内的基土冻胀问题将十分严重，对混凝土预制块衬砌板的破坏非常严重，使得灌溉渠道使用寿命急剧缩短。灌溉渠道破坏之后需耍维修乃至重新修建，不仅会造成水利工程运行成本的全面提升，也影响农业正常的灌溉用水。1・2需求迫切，农业生产对灌溉系统工程依赖性强降水量分布差异在我国各地区之间表现尤为明显,南方地区雨量充沛，农作物种植基本上不需耍灌溉，而北方地区及内陆地区则降水稀少，农作物的水分补充主要依靠水利工程灌溉。如果水利灌溉系统工程遭受破坏不能正常使用

4、，对农作物的健康成长将会产生巨大影响。需要灌溉的地区又大多处在冬季气候寒冷的地区，冻害严重，而农业用水对水利灌溉工程需求迫切，要求必须对修建的水利灌溉系统工程采取必要的防冻措施，避免因冻害破坏了灌溉系统,以保障每年春旱来临之时农作物能够得到正常灌溉。2水利灌溉系统防冻的主要类型2.1防渗漏材料出现冻融问题灌溉渠道的修建为了避免后期使用过程中水分大量渗漏到地下，所以一般会在渠道栓衬砌块下面覆盖防渗漏材料。这种材料具有一定的吸水性，在冬季來临时，长期的负温度环境将造成防渗材料所吸附水分形成冰体。水凝结成冰之后体积膨胀并给防渗材料造成一定破坏。每个温度循环都

5、会使得防渗材料的破坏更严重一些，直至完全无法继续使用。2.2防渗渠道中的水体出现结冻问题灌溉渠道的存在不仅是为了输水，同时也有一定的储水功能。寒冷天气来临吋，灌溉渠道内的储水就会全部结成冰块，整体结冰之后体积出现膨胀，对两边的灌溉渠殓衬砌体形成挤压，使得碇衬砌体在应力的作用下发生位移，逐步被破坏变形。灌溉渠内的储水结冰是破坏灌溉渠一个重要原因，必须采取一定的措施加以应对，对灌溉渠外壁施加一定保护，避免冰冻对灌溉渠的破坏。2.3灌溉渠道基土发生冻融问题灌溉渠的建设虽然使用了一定的防渗材料，但水分依然会在一定程度上下渗到砂砾石垫层和基土层，而且就算水分不下

6、渗，基土层内依然是含有一定水分的。寒潮來临、气温骤降，基土和砂砾石垫层会发生冻胀，直接向内部挤压灌溉渠，使衬砌断面发&位移;春季气温上升，基土逐渐融化，砂石垫层和基土发生沉降，再次造成破坏。无论是防渗衬砌体还是混凝土外壁都会受到这种冻胀的破坏，出现裂缝、变形等问题。如何有效避免冻融给灌溉渠带来的破坏，是保护灌溉系统T程的重要内容。3水利灌溉系统防冻的主要措施3.1合理优化衬砌体结构殓衬砌体结构的优化可以减少冻胀发生Z后对衬砌体的破坏力，从而达到保护確衬砌体的目的。该种措施有较强的抗冻胀能力，且不会增加施工建设成木，为渠道建设的首选办法。优化衬砌体结构主

7、要有U型衬砌体、弧底梯形复合衬砌和平底弧角梯形衬砌3种结构。这3种结构都较好地规避了冻胀对衬砌体的应力作用。实验表明，u型结构相比较混凝土防冻胀來说具有更好的优越性，效果也更好。但是在冻胀的作用下，U型渠侧墙依I口会出现严重变形并产生裂缝，使得和应的结构遭受严重损毁。而弧底梯形复合衬砌结构中，虽然受力上较为均匀，但直线边坡容易出现变形坍塌，抵抗冻胀能力一般。平底弧角梯形衬砌是当前采用较为广泛的一种结构，相比较其他2种结构，该结构在受力上最为均匀，抗冻胀效果最好，因此在灌溉渠修筑中推荐使用该种衬砌结构。3.2采用膜料复合衬砌法采用衬砌结构的主要目的就是防

8、止灌溉渠内的水渗漏，普通的防渗漏材料虽然能够较好地满足防渗漏要求，但并不能完全避免水的下渗，而